四元Heusler合金Co₂[Mn,Fe]Ge_1-xGa_x的晶体结构、半金属稳定性和磁性

吴波¹，杨秀德¹，张颂²，覃礼钊³

1. 遵义师范学院物理系2. 西南大学物理科学与技术学院3. 西南大学材料科学与工程学院

摘 要：基于密度泛函理论的第一性原理研究了四元Heusler合金Co2MnGe1-xGax和Co2FeGe1-xGax的晶体结构、半金属稳定性和磁性,发现随着掺入Ga比例x的改变,其晶格常数遵循Vigard原理。对于Co2MnGa1-xGex系列的合金,其原胞磁矩很好地符合SP（Slater-Pauling）值和实验值;而对于Co2MnGe1-xGax系列合金,其原胞磁矩虽然与实验值一致,但却随x的减小而逐渐偏离SP值。态密度显示,Co2MnGe1-xGax系列合金在x=0～0.75的掺杂比例内都有0.4～0.6eV的自旋向下带带隙宽度,而Co2FeGe1-xGax虽然在费米面附近也存在较高的自旋极化,但几乎不存在显著的自旋向下带带隙。此外,四元合金Co2MnGe0.75Ga0.25的费米面居于最小自旋带隙的中部,将具有较好的半金属稳定性。

关键词：Heusler合金;半金属稳定性;费米面;态密度;